湖泊沉积与古气候演化的地球化学研究方法及进展.ppt

青海湖晚冰期以来沉积岩芯研究 晚冰期以来的气候变化是近年来国际古气候演化研究的热点之一，高纬地区北大西洋深海沉积记录揭示晚冰期向全新世转换期间的气候十分不稳定。中国黄土和冰芯记录对于晚冰期向全新世转换期间的气候事件也有很好的显示。但在我国湖泊沉积中能够比较完整地反映晚冰期－全新世期间气候快速变化的高分辨率演化序列还不多见。 2000年7月，我们在青海湖东南盆水深22米处钻取了一支8.1米长的沉积岩芯。 1985年中国－瑞士－澳大利亚合作开展青海湖研究。当时Lister (Lister et al., 1991)曾经在青海湖钻取了若干支4－5米的沉积岩芯。为此我们将本次获得的岩芯与Lister发表的岩芯进行了对比。 岩芯年代分析 沉积岩芯年代在日本东京大学采用AMS C－14的测定方法完成的， 8个年代值具有很好的相关性，底部年代为16,150 yr BP. 岩芯孢粉分析 碳酸盐含量和成分分析 dolomite T o t a l Aragonite calcite TOC、TN and 有机δ13C 综合环境指标特征 谢谢各位同学！ 岩芯碳酸盐含量与烧失量的变化极其相似，样点一一对应的相关系数达到0.78,表明其变化受同一驱动要素控制。根据米兰克维奇理论，天文因素是影响气候演化的重要因素，为此采用频谱分析、交叉频谱分析和滤波谱分析的方法，探讨西南季风演化与地球轨道参数的关系。 在影响气候演化的外在因素中，太阳辐射是驱动大气环流的主要能量来源。太阳与地球之间的距离，太阳辐射入射角等不断的改变，地球所吸收到的太阳辐射也随之而变。主要影响到达地球上太阳辐射变化的轨道因素有三种：地球公转轨道的偏心率、斜率（变动周期为41Ka）和岁差（变动周期为23Ka ）。 选择Berger 1991年计算的斜率和岁差理论计算值作为靶曲线来进行调谐 鹤庆深钻岩芯揭示的西南季风轨道尺度演化 时间/MaB.P 41ka(斜率) 23ka（岁差） 相关系数 相位差 相关系数 相位差 1.55~2.58 0.9839 32.8° 0.972 73.4° 0.99~1.55 0.9624 49.6° 0.9318 62° 0~0.99 0.9516 49° 0.9075 100.9° 表中为深钻岩芯碳酸盐指标与ETP进行交叉频谱分析后得到的相关系数和相位差。在41ka斜率周期上，ETP与碳酸盐指标一直为强相关；两者的相位差在1.55Ma突然变大；在23ka的岁差周期上也呈强相关，二者相位差在0.99Ma变大。 在功率谱图上，2.58~1.55Ma阶段41ka为主导周期，100ka和23ka周期的强度较弱；在1.55~0.99Ma阶段，15ka、50ka与41ka周期的强度相当且较强， 23ka周期的强度仍然较弱；0.99~0Ma阶段100ka周期的强度最大，其次为41ka周期，23ka周期的强度有所增加。 在100ka的滤波曲线中，2.58~1.4Ma阶段振幅为中等强度，1.4-1.05Ma阶段振幅最弱，从0.99Ma开始振幅迅速增强，而后在0.75-0.59Ma间振幅有轻微的弱化，自此增强到最大强度。 鹤庆孔碳酸盐指标的频谱和滤波分析，重现了2.58Ma以来西季风轨道尺度的演化，研究表明： ETP与鹤庆孔碳酸盐指标在岁差、斜率周期上呈线性相关，且在相位上领先于碳酸盐指标，指示天文因素为影响西南季风轨道尺度演化的重要因素；由于二者存在一定的相位差，说明天文动力并非西南季风演化的唯一动力。 (2)在西南季风的演化中存在中更新世转型，表现为碳酸盐指标与ETP在23ka周期上的相位差开始增大。 (3)ETP与碳酸盐指标 41ka周期上的相位差在1.55Ma突然增大，与此时全球其他研究点的结果相吻合，推测此转变是由青藏高原加速隆升与冰体积增大共同导致的。 (4)在西南季风的演化中，除常见的100ka、41ka、23ka和19ka周期，还出现73ka、66ka、50ka、30ka、15ka和10.7ka等周期，最近Gupta在对中印度洋沉积物不同种属放线虫的研究中也发现上述周期。 三、湖泊沉积岩芯研究举例 3 3、内蒙岱海古气候要素的定量重建 过去全球变化 (PAGES) 研究的目的是获得和解释各类古气候环境记录与信息，认识地球系统环境的变化过程与机理，从而为预测未来气候环境变迁的物理模型的建立提供基础资料，并有效地减少预测中的不确定性。 这里，一个关键和难点是古气候要素的定量复原，准确的预测需要古气候要素从定性走向定量，这是过去全球变化研究中的一个发展方向。 Ca2+ CO32- CaCO3 t(℃)=16.9